用verilog写一个完整的十进制加法器

在Verilog中编写一个完整的十进制加法器，通常会采用模块化的设计思想，这里简单展示一个基本的全加器模块（Full Adder），然后通过组合它们构建一个多位加法器。首先，我们定义一个全加器模块（FA），它接受三个输入：a、b和c_in（来自低位的进位），并返回两个输出：s（和）和cout（高一位的进位）。

module full_adder(
    input [0:0] a, b, c_in, // 二进制数据输入
    output reg [0:1] s,     // 和s
    output reg cout        // 进位cout
);
    always @* begin
        s = a ^ b;   // 逻辑与非操作，对应XOR门
        cout = (a & b) | (c_in & ~s);   // 逻辑与与异或操作，对应AND-NOT门
    end
endmodule

接下来，我们可以创建一个多位加法器模块（Adder），它包含多个全加器模块，并处理进位：

module decimal_adder(
    input [7:0] a, b,          // 十进制输入
    input [1:0] cin,           // 各位进位
    output reg [7:0] sum,       // 加法结果
    output reg carry_out       // 最高位进位
);

parameter WIDTH = 8; // 定义加数位宽

reg [WIDTH-1:0] temp_sum; // 中间变量

// 使用full_adder模块
full_adder fa [
    .a(temp_sum[WIDTH-2]),      // 上一级的和作为新的a
    .b(a),                       // 当前级的a
    .c_in(b),                    // 当前级的b
    .s(temp_sum[WIDTH-1]),      // 新的和保存到temp_sum
    .cout(carry_out)             // 进位输出
];

always @(posedge clk or posedge rst_n) begin
    if (~rst_n) begin
        temp_sum <= 0; // 清零
        sum <= 0;
    end else begin
        temp_sum[0] = a[0] ^ b[0]; // 首位相加
        for (int i = 1; i < WIDTH; i++) begin
            temp_sum[i] = fa[i-1].sum; // 计算下一位和
            carry_out = fa[i-1].cout; // 获取进位
        end
        sum = temp_sum;
    end
end
endmodule

在这个例子中，`decimal_adder`模块假设有一个外部时钟（clk）和复位信号（rst_n）。当你需要更复杂的加法器，可以考虑增加更多的控制逻辑或者优化设计。